[发明专利]具有可彼此相对转动的节肢的机器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有可彼此相对转动的节肢的机器。

背景技术

具有可彼此相对转动的节肢的机器的一个实例就是机器人。机器人通常是执行机器，其装备有特定的工具，并对多个运动轴，特别是关于方向、位置和工作流程是可编程的，以自动地处理对象。机器人通常包括具有多个节肢的机器人臂和可编程控制器(控制装置)，控制器用于在运行期间控制或调整机器人臂的运动过程。驱动器例如是电驱动器，并且节肢可相对于彼此关于轴转动地安装。

专利文献EP 1288756B1公开了一种用于产生参考数据的方法，利用这些参考数据可以确定可编程控制的多轴可运动机器人的可运动部件相对于其他部件的相对位置。在一个部件上设置永磁铁，在另一个部件上设置至少两个霍尔发生器，其输出电压在接近永磁铁时发生变化。通过分析输出电压的变化来确定两个部件相对于彼此的相对位置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具有可彼此相对转动的节肢的机器，用于更好地确定两个节肢相对于彼此的参考位置。

本发明的目的通过一种机器得以实现，该机器具有：第一节肢；相对于第一节肢关于轴可转动的第二节肢；控制装置；与控制装置相连接的、用以使两个节肢彼此相对运动的驱动器；与控制装置相连接并设置在第一节肢上的第一霍尔传感器；以及第一、第二和第三磁铁，它们在第二节肢上并排设置在共有的环形轨道上，当两个节肢彼此相对转动时，第一霍尔传感器位于磁铁作用范围内的特定位置上，其中，设置为中间磁铁的第二磁铁以不同于第一和第三磁铁的磁极朝向第一霍尔传感器。

在根据本发明的机器(例如具有机器人臂的机器人)的运行中，第一霍尔传感器产生信号，该信号特别是例如电流或电压的电信号。如果第一霍尔传感器位于磁场范围内，则由第一霍尔传感器产生的信号会发生变化。现在由于根据本发明，为了识别特定的位置不仅设置磁铁，而且是在共有的环形轨道上并排设置三个磁铁，并将这三个磁铁设置为，当第一霍尔传感器位于中间磁铁的作用范围中时，中间磁铁以与其他两个磁铁不同的磁极朝向第一霍尔传感器，因此当第一霍尔传感器处于中间磁铁或第二磁铁的作用范围内时，第一霍尔传感器的信号会产生明显的变化。该特定的位置特别是参考位置。由此使第一霍尔传感器能够更好地检测磁铁，从而可以更好地确定参考位置。

例如，第二磁铁可以以其北极朝向第一霍尔传感器，而第一磁铁和第三磁铁以其南极朝向第一霍尔传感器。例如，如果在第一霍尔传感器上存在正供电电压，则当第一霍尔传感器处于第一或第三磁铁的作用范围内时，由第一霍尔传感器产生的信号首先会降低，而后当第一霍尔传感器处于第二磁铁的作用范围内时，该信号会显著地提高。如上所述，由此能够更好地检测第二磁铁。

优选可以将根据本发明的机器的控制装置设计为，在基准运行(Referenzfahrt)的范围内控制驱动器，使两个节肢彼此相对转动，并根据源自第一霍尔传感器的信号确定参考位置。为了彼此相对地校准两个节肢或校准轴，即确定参考位置，可以在所谓的基准运行的范围内使这两个节肢彼此相对地关于轴转动，特别是通过控制装置进行控制。这样，控制装置根据第一霍尔传感器的信号，通过对该信号的分析可以推断出第二磁铁的位置，以确定参考位置。

在根据本发明的机器的一种实施方式中，可以这样选择第一、第二和第三磁铁的极性：使得当第一霍尔传感器处于第二磁铁的作用范围内时，第一霍尔传感器的信号值增大并因此具有上升的信号沿；当第一霍尔传感器离开第二磁铁的作用范围时，第一霍尔传感器的信号值减小并因此具有下降的信号沿。为了实现此目的，例如可以在第一霍尔传感器上施加正的供电电压，并使中间磁铁、也就是第二磁铁的北极朝向第一霍尔传感器。

可以这样选择第一、第二和第三磁铁的极性：使得当第一霍尔传感器处于第二磁铁的作用范围内时，第一霍尔传感器的信号值减小并因此具有下降的信号沿；当第一霍尔传感器离开第二磁铁的作用范围时，第一霍尔传感器的信号值增大并因此具有上升的信号沿。

在根据本发明的机器的一种优选的变形中，将控制装置设计用于分析第一霍尔传感器的信号的上升信号沿和下降信号沿，以确定参考位置。特别是控制装置可以用于识别上升信号沿的值高于预设阈值时的时间点和下降信号沿的值低于预设阈值时的时间点。控制装置然后可以确定这两个时间点的中间值，以根据该中间值推断出参考位置。根据该实施方案，变化的第一霍尔传感器(其信号例如由于老化过程而降低)的影响低于仅使用一个阈值检测磁铁。